1
Xây dựng mô phỏng đường đi của tia sáng qua lăng kính trên phần mềm
Geomete’r Sketchpad
.
2
I. Phần mở đầu
Vật lí ở chương trình phổ thông chủ yếu là vật lý thực nghiệm. Những kiến
thức vật lí được xây dựng đều dựa vào thí nghiệm hoặc được kiểm tra lại bằng thí
nghiệm. Tuy nhiên với điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường còn hạn chế, việc
tự thực hiện các thí nghiệm thật mất khá nhiều thời gian trong khi một số thí
nghiệm khả năng thành công là không cao. Ngày nay với sự hỗ trợ của công nghệ
thông tin chúng ta có thể xây dựng các thí nghiệm ảo hoặc tạo các mô phỏng hỗ
trợ dạy học.
Việc sử dụng các công cụ này trong dạy học mạng lại những hiệu quả rõ rệt và
khắc phục những hạn chế của việc làm thí nghiệm thật nêu trên. Trên cơ sở đó tôi
đã tiến hành Xây dựng mô phỏng đường đi của tia sáng qua lăng kính trên phần
mềm Geomete’r Sketchpad. Geometer’s Sketchpad là phần mềm hình học có thế
mạnh trong việc mô phỏng động các hình hình học được sử dụng rộng rãi trong
môn toán. Tuy nhiên phần mềm cũng được sử dụng trong vật lí để tạo ra các mô
phỏng đặc biệt là các mô phỏng được sử dụng ở phần quang hình học.
Bố cục của đề tài gồm ba phần :
Phần mở đầu
Phần nội dung : Trình bày về quá trình xây dựng mô phỏng, sử dụng mô
phỏng trong giảng dạy bài “Lăng kính” Vật lí 11.
Kết luận : Nêu những kết quả mà đề tài đã đạt được, những hạn chế của đề
tài và hướng cần khắc phục trong thời gian tới.
Lời cảm ơn
Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã nhận được sự quan tâm tạo điều kiện về
cơ sở vật chất và thời gian của BGH, sự góp ý của các thành viên trong tổ Toán -
Lí - Tin để tôi có thể hoàn thành tốt đề tài của mình. Qua đây tôi xin được gửi tới
các đ/c trong BGH, các đ/c trong tổ Toán - Lí - Tin lời cảm ơn chân thành về sự
giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho đề tài.
II. Nội dung đề tài
1. Các công thức lăng kính
Hình 1
3
Các công thức liên quan giữa góc tới và góc khúc xạ
11 rsinnisin
;
n
isin
arcr 1
1 (1)
22 rsinnisin
;
2rsinnarci2
(2)
Góc chiết quang A = r1 + r2 (3)
Góc lệch giữa tia ló và tia tới D = i1 + i2 - A (4)
2. Giới thiệu phần mềm
2.1. Giới thiệu phần mềm
Geometer’s Sketchpad (viết tắt là GeoSpd) là phần mềm hình học nổi tiếng đã
được sử dụng rộng rãi tại rất nhiều nước trên thế giới. Phần mềm thực chất là một
công cụ cho phép tạo ra và biểu diễn động các hình hình học, dành cho các đối
tượng phổ thông bao gồm học sinh, giáo viên, các nhà nghiên cứu. Phần mềm có
chức năng chính là vẽ, mô phỏng quĩ tích, các phép biến đổi của các hình hình học
phẳng. Giáo viên có thể sử dụng phần mềm này để thiết kế và biểu diễn động các
hình hình học một cách nhanh chóng, chính xác và sinh động.
Một đặc điểm quan trọng của phần mềm này là cho phép ta thiết lập quan hệ
giữa các đối tượng hình học, phần mềm sẽ đảm bảo các quan hệ luôn được bảo
toàn, mặc dù sau đó các quan hệ có thể được biến đổi bằng bất kì cách nào. Khi
một thành phần của hình bị biến đổi, những thành phần khác của hình có quan hệ
với thành phần thay đổi trên sẽ được tự động thay đổi theo. Ví dụ như khi thay đổi
phương của tia tới (thay đổi góc tới i) thì tia khúc xạ sẽ tự động thay đổi (góc khúc
xạ r thay đổi) theo quan hệ đúng như định luật khúc xạ mà ta thiết lập.
Ngoài các công cụ có sẵn như công cụ điểm, thước kẻ, com pa, ta cũng có thể
tự tạo ra những công cụ riêng cho mình, bằng cách ghi và lưu giữ các hình hình
học dưới dạng script.
2.2. Hướng dẫn cài đặt phần mềm
Phiên bản mới nhất của phần mềm hiện nay là bản Geomete’r Sketchpad 5.0
có dung lượng 81,4 Mb.
Mở file InstallSketchpad
4
Nhấn Next để tiếp tục
Nhấn I Agree để đồng ý với các điều khoản về bản quyền
Chọn Register a license and install on this computer và điền License,
Authorization Code của phần mềm và nhấn Next. Sau đó nhấn install để phần
mềm tiến hành cài đặt, cuối cùng nhấn finis để kết thúc quá trình cài đặt
Hình 2
Hình 3
Hình 4
5
3. Giao diện phần mềm, một số lệnh và công cụ sử dụng trong đề tài
3.1. Giao diện của phần mềm
- Thực
đơn là nơi
thực hiện
hầu như
tất cả các
lệnh và
chức năng
chính của
phần mềm.
Mỗi lệnh
có một
chức năng
riêng biệt và tác động lên các đối tượng hình học đã được chọn trước đó trên màn
hình làm việc của phần mềm.
- Hộp công cụ chứa 9 công cụ với các chức năng riêng biệt và độc lập với nhau.
- Vùng làm việc là nơi thể hiện các đối tượng đồ họa được thiết kế trên phần
mềm.
3.2. Một số công cụ của phần mềm
Hộp công cụ luôn hiện bên trái của màn hình làm việc chính của phần
mềm. Theo thứ tự từ trên xuống gồm các công cụ:
- Công cụ Chọn (Selection) có chức năng dùng để chọn và dịch chuyển các
đối tượng hình học trên màn hình. Có thể chọn một hoặc nhiều đối tượng
khác nhau. Nháy chuột tại vị trí trống trên trang có chức năng hủy chọn tất
cả.
- Công cụ Điểm (Point) có chức năng khởi tạo các đối tượng điểm.
- Công cụ Compa (Compass) dùng để khởi tạo các đối tượng là đường tròn.
- Công cụ Đoạn thẳng (Segment) có chức năng khởi tạo các đối tượng hình học là
đoạn, tia hoặc đường thẳng.
Thực đơn chính của phần mềm
Các công cụ chính của
phần mềm
Khu vực thể hiện các đối tượng
đồ họa trên trang thiết kế
Hình 5
